WRF-EC与WRF-GFS 预报在具有高度可比性的同时也存在一定的差异.通过研究发现,ECMWF-HRES气象产品适合作为气象初 始条件和边界条件用于开展空气质量数值预报,为空气质量预报提供了新的客观预报.在日常业务应用时 充分掌握各家气象预报系统预报规律,综合研判以客观预报辅助主观预报得出预报结果.
WRF模型使用:
(1)对比了WRF-EC与WRF-GFS 的预报效果。
摘要
利用欧洲中期天气预报中心高分辨率数值天气预报数据(ECMWF-HRES),采用与北京市多模式空气预报平台中气象预报系统(WRF GFS)相同的WRF版本、区域设置及物理化学方案等,建立WRF-EC气象预报系统,并评估WRF-EC和WRF-GFS气象预报系统对2022年北京 地区与PM2.5 污染相关的关键气象要素的预报效果.结果显示:WRF-EC对2022年北京地区气温、相对湿度和风速风向具有良好的预报准确 性,其性能与WRF-GFS具有高度可比性的同时也存在一定的差异,能够弥补WRF-GFS对相对湿度的低估,同时风速的高估现象也有一定改 善.两种预报系统对偏南风预报的差异主要表现在WRF-EC对东南风频率预报较观测偏多2.4%,而WRF-GFS则是对东南风和南风频率预报 偏多4.2%,WRF-EC对不同风向上相对湿度的预报较WRF-GFS更接近观测,对东风和偏南风风向时风速的高估改善较其他风向明显.针对 PM2.5 污染过程,两种预报系统对不同要素的预报效果均略差于全年,WRF-EC气象预报系统提供的气象要素预报一定程度上可以修正WRF GFS在PM2.5 污染过程的气象偏差.WRF-EC在污染起始阶段(S1)和持续时段(S2)气象要素预报效果方面优于WRF-GFS,WRF-GFS则在清除 时段(S3)表现更优.

研究方法
NCEP-GFS数据 北京市多模式空气预报平台中的气象预报系统初始边界条件采用的NCEP-GFS 为公开发布的气象预报背景场,时间间隔为24 h,空间分辨率为0.5°×0.5°,垂直方向分为33层气压层。
ECMWF-HERS数据 ECMWF-HERS预报数据通过采购方式获得,时间分辨率为前144 h为3 h间 隔,144 h后为6 h间隔,驱动WRF的背景场数据的时间间隔定为6 h,空间分辨率为0.1°×0.1°。
研究结果
研究结论
1)在地面气温上,两种预报系统均具有较高的水平,不同类型站点24 h预报的R大于0.9,能够为业务化 预报提供参考.WRF-EC对相对湿度的预报效果好于WRF-GFS,表现为R明显提升,MB和RMSE减小,两种 预报系统对相对湿度均有低估现象,WRF-GFS较WRF-EC平均低了10.5%,且两种预报系统均为白天预报 效果好于夜间.两种预报系统对风速均有高估现象,白天预报效果好于夜间,WRF-EC预报效果在春、夏、秋 季好于WRF-GFS,冬季则是WRF-GFS表现更优.
2)两种预报系统对2022年北京地区主导的偏北风频率预报与观测相当, 均是对北风频率预报偏多, 东北风频率预报偏少,其中,WRF-EC对东北风频率预报较WRF-GFS少2.2%;对偏南风频率预报WRF-EC和 WRF-GFS较观测分别偏高1.6%和2.5%,差异主要体现在对南风频率预报上.对相对湿度预报均偏低,WRF EC各风向上相对湿度预报更接近观测,较WRF-GFS高4.0%~11.6%. WRF-EC和WRF-GFS对不同风向风速 预报偏高率分别处于26.7%~49.4%和22.9%~57.5%范围内, WRF-EC较WRF-GFS对东风和偏南风风向时 风速的高估改善明显.
3)在PM2.5 污染过程期间各要素预报方面, 两种预报系统各有优劣, WRF-EC能弥补污染过程期间对 高相对湿度的低估现象,对冬季污染过程期间冷空气强度预报弱于WRF-GFS,与观测更为接近,对污染过程 期间风速的高估也有一定的改善.针对污染过程不同阶段的预报,地面气温不同阶段R均大于0.90,WRF EC低估,WRF-GFS更能接近观测.WRF-EC在S1和S2阶段对相对湿度的预报效果好于S3阶段,WRF-GFS则 相反,在S3阶段表现最优,两种预报系统对风速的预报均为S3阶段效果优于S1和S2阶段. WRF-EC的建立为区域空气质量预报和空气污染预警提供了新的客观预报模式,WRF-EC与WRF-GFS 预报在具有高度可比性的同时也存在一定的差异.通过研究发现,ECMWF-HRES气象产品适合作为气象初 始条件和边界条件用于开展空气质量数值预报,为空气质量预报提供了新的客观预报.在日常业务应用时 充分掌握各家气象预报系统预报规律,综合研判以客观预报辅助主观预报得出预报结果.